恒河猴癫痫持续状态模型异常神经网络发生的动态功能影像特征及其与uPAR介导的GABA通路的关联

目前尚不清楚癫痫异常网络形成的具体机制，也未见其形成的动态功能影像特征的文献报道。我们的前期工作发现局灶性癫痫患者fMRI异常BOLD信号和DTI信号也涉及与病灶有纤维联系的远隔区域，提示癫痫局部异常网络可传递扩散至相关区域。GABA能神经元是神经网络的物质形态基础，现有研究发现GABA能中间神经元数量、形态和功能异常可涉及癫痫病灶区及与其有纤维联系的区域，强烈提示GABA通路在癫痫异常网络的形成中起关键作用，而uPAR是关键的GABA神经元调节因子。动物研究显示癫痫持续状态可启动癫痫异常神经网络的发生发展，本课题以与人最接近的恒河猴癫痫持续状态模型为研究对象，动态跟踪其癫痫异常神经网络发生发展功能影像特征及其对应的GABA能中间神经元和uPAR的表达分布变化；同时构建高表达uPAR的载体，定向注射至影像学特征标记的局部网络，观察其对癫痫各方面影响，力图为癫痫发病机制和治疗靶点提供全新观点

本研究建立了马桑内酯致恒河猴癫痫持续状态模型，并进行了MRS、fMRI和PET影像学的纵向研究、病理学研究、全基因组表达差异及抗癫痫新药左乙拉西坦预处理对脑的作用研究等，结果显示癫痫持续状态后异常信号（BOLD信号、葡萄糖代谢信号、谷氨酸/谷氨酰胺比值）在第1天即可出现，在随后的第7、21和第42天先后累及颞叶、丘脑、扣带回和额叶底部等局域，显示癫痫异常网络累及多个脑区并呈异常网络局限-扩散-再局限的特点，进一步证实癫痫异常网络形成起始于局部网络而后传播扩散至其他区域再局限于局部网络的动态特征。第43天病理研究则发现丘脑和颞叶皮质区域明显的神经细胞丢失、线粒体肿胀、轴突变性。研究亦发现丘脑、颞叶皮质、扣带回及额叶底部区域的GABA受体及相关调控基因（GAD65、GABAA、GABRG2、GluR6、GluR5等）、神经系统发育相关基因、炎症相关基因和离子通道基因均表达异常。研究亦发现抗癫痫新药左乙拉西坦预处理对癫痫持续状态模型建立过程中神经元的保护作用。已经发表SCI论文1篇，另有2篇在审，基本达到了预期目的。实验中存在的不足是我们对实验困难估计不充分，原计划对癫痫持续状态模型进行uPAR基因的慢病毒转染，但因试验技术问题，实施过程中构建高表达uPAR基因的腺病毒载体失败，病毒滴度过低，因而未进行载体构建及转染试验。在今后的工作中，我们一方面将进一步在该动物模型上继续癫痫异常网络形成的机制研究，另一方面将继续筛选抗癫痫新药，研究其对癫痫异常网络形成的作用。